Search

JP-2026514966-A - コンポーネントを確認するための装置および方法、ならびにリソグラフィシステム

JP2026514966AJP 2026514966 AJP2026514966 AJP 2026514966AJP-2026514966-A

Abstract

コンポーネントを確認するための装置および方法、ならびにリソグラフィシステムが提供される。本発明は、格子（４）上に配列された部分構造（５）を有する周期的構造（３）を備えたコンポーネント（２）を確認するための装置（１）であって、測定放射（７）を生成するための測定放射源（６）と、光学系（８）と、カメラデバイス（９）とを少なくとも備える装置（１）に関する。測定放射（７）の位相角に影響を及ぼすための位相マスクデバイス（１０）であって、格子（４）のターゲット形状に相反する双対格子（１１）を有する位相マスクデバイス（１０）が提供される。 【選択図】図３

Inventors

  • カール ミヒャエル
  • グルーナー トラルフ

Assignees

  • カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240408
Priority Date
20230424

Claims (20)

  1. 格子（４）上に配列された部分構造（５）を有する周期的構造（３）を備えたコンポーネント（２）を確認するための装置（１）であって、測定放射（７）を生成するための測定放射源（６）と、光学系（８）と、カメラデバイス（９）とを少なくとも備える装置（１）において、 前記測定放射（７）の位相角に影響を及ぼすための位相マスクデバイス（１０）であって、前記格子（４）のターゲット形状に相反する双対格子（１１）を有する位相マスクデバイス（１０）が提供される ことを特徴とする、装置（１）。
  2. 前記位相マスクデバイス（１０）が、前記双対格子（１１）上に配列された双対部分構造（１８）を有する ことを特徴とする、請求項１に記載の装置（１０）。
  3. 前記双対部分構造（１８）が少なくとも概略円形である ことを特徴とする、請求項２に記載の装置（１）。
  4. 前記位相マスクデバイス（１０）が、前記双対部分構造（１８）から離れたところに、前記位相マスクデバイス（１０）上の前記双対部分構造（１８）の相補部分に比べて前記測定放射（７）の半波長の前記測定放射（７）の位相オフセットをもたらす ことを特徴とする、請求項２または３に記載の装置（１）。
  5. 前記光学系（８）が、前記測定放射（７）に対して光学フーリエ変換を実施するための少なくとも１つのフーリエデバイス（１２）を備える ことを特徴とする、請求項１～４のいずれかに記載の装置（１）。
  6. 前記周期的構造（３）が前記フーリエデバイス（１２）の物体面内に配置されるように、配置デバイス（１３）が設けられ、前記コンポーネント（２）を収容するように構成される ことを特徴とする、請求項５に記載の装置（１）。
  7. 前記位相マスクデバイス（１０）が、前記フーリエデバイス（１２）の、前記物体面に相反する瞳面内に配置される ことを特徴とする、請求項６に記載の装置（１）。
  8. 前記フーリエデバイス（１２）がレンズ（１４）を備え、 － 前記物体面と垂直な前記周期的構造（３）全体を確認するための第１の開口数を有するか、または － 前記物体面と平行な前記周期的構造（３）の断面領域のみを確認するための第２の開口数を有するか のいずれかであることを特徴とする、請求項６または７に記載の装置（１）。
  9. 前記フーリエデバイス（１２）が、前記フーリエデバイス（１２）の前記開口数を設定するように構成される開口絞り（１５）を備える ことを特徴とする、請求項８に記載の装置（１）。
  10. 保持デバイス（１６）が設けられ、前記位相マスクデバイス（１０）を前記瞳面内で、好ましくは前記瞳面の両空間方向に、変位させるように構成される ことを特徴とする、請求項７～９のいずれかに記載の装置（１）。
  11. 前記位相マスクデバイス（１０）が、透過性基板上の半波長コーティングのエッチングされた構造によって形成される ことを特徴とする、請求項１～１０のいずれかに記載の装置（１）。
  12. 前記位相マスクデバイス（１０）が、デジタル式に作動可能および／もしくは透過性および／もしくは反射性になるように、ならびに／または微小電子機械システムとして、および／もしくは空間光変調器（ＳＬＭ）として、特に液晶オンシリコンＳＬＭ（ＬＣＯＳ－ＳＬＭ）として、および／もしくは空間光位相変調器として、設計される ことを特徴とする、請求項１～１１のいずれかに記載の装置（１）。
  13. 前記測定放射（７）を前記カメラデバイス（９）上に結像するための結像デバイス（１７）が設けられる ことを特徴とする、請求項１～１２のいずれかに記載の装置（１）。
  14. 前記フーリエデバイス（１２）がズーム光学ユニット（１２ｂ）を備える ことを特徴とする、請求項５～１３のいずれかに記載の装置（１）。
  15. － 前記測定放射源（６）がさまざまな波長の測定放射（７）を生成するように構成され、および／または － 前記測定放射（７）が赤外放射である ことを特徴とする、請求項１～１４のいずれかに記載の装置（１）。
  16. 前記双対格子（１１）が、前記格子（４）の１次元および／または２次元ターゲット形状の相反として設計される ことを特徴とする、請求項１～１５のいずれかに記載の装置（１０）。
  17. 格子（４）上に配列された部分構造（５）を有する周期的構造（３）を備えたコンポーネント（２）を確認するための方法であって、測定放射（７）を生成するための少なくとも１つの測定放射源（６）と、光学系（８）と、カメラデバイス（９）とが使用される方法において、 基準部分構造からの前記部分構造（５）のそれぞれの偏移が、干渉法によって確定される ことを特徴とする、方法。
  18. 前記基準部分構造が、前記周期的構造（３）の周期的平均化によって確定される ことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記周期的平均化が、前記周期的構造（３）の回折像（１９）を位相マスクデバイス（１０）と重ね合わせることによって実施される ことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記格子（４）のターゲット形状に相反する双対格子（１１）上の、好ましくは円形の双対部分構造（１８）内の前記測定放射（７）の位相角が、前記位相マスクデバイス（１０）上の前記双対部分構造（１８）の相補部分に比べて前記測定放射（７）の半波長だけオフセットされることにより、前記測定放射（７）が前記位相マスクデバイス（１０）の影響を受ける ことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。

Description

本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれて本開示の一部をなす、２０２３年４月２４日に出願した独国特許出願第ＤＥ１０２０２３２０３７３１．９号の優先権を主張するものである。 本発明は、格子上に配列された部分構造（ｓｕｂｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する周期的構造を備えたコンポーネントを確認するための装置であって、測定放射を生成するための測定放射源と、光学系と、カメラデバイスとを少なくとも備える装置に関する。 本発明は、格子上に配列された部分構造を有する周期的構造を備えたコンポーネントを確認するための方法であって、測定放射を生成するための少なくとも１つの測定放射源と、光学系と、カメラデバイスとが使用される、方法にも関する。 さらに、本発明は、放射源を備えた照明系と、少なくとも１つの光学素子を備える光学ユニットとを有する、リソグラフィシステム、特に半導体コンポーネントを生産するための投影露光装置に関する。 従来技術は、エッチングおよび／またはコーティングによる半導体コンポーネントの形成について開示した。 従来技術は、周期的に配列された貫通開口部または貫通ビアをエッチングおよび／またはコーティングすることによる、３Ｄ構造のＮＡＮＤメモリチップの形成についても開示した。この文脈では、ビアはしばしば、深いダブルレイヤスタック（ｄｏｕｂｌｅ ｌａｙｅｒ ｓｔａｃｋ）において、特に複数のダブルレイヤスタックまたはいわゆるバイレイヤスタック（ｂｉｌａｙｅｒ ｓｔａｃｋ）において実現される。 典型的には、そのような半導体コンポーネントには、欠陥がないかどうかの確認、または測定および／もしくは適性判断が必要となる。 従来技術は、半導体コンポーネントを確認するための非破壊法および破壊法について開示した。 非破壊法として、ｘ線光を使用するトモグラフィー法またはタイコグラフィー法またはコヒーレント回折結像法（ＣＤＩ法）が、従来技術より知られている。 しかし、従来技術より知られている非破壊法の欠点は、それらの実施が複雑であること、およびそれらを用いて得ることのできるスループットが低いこと、および実現可能な検査速度が遅いことである。 例えば、従来技術より知られている破壊法には、集束イオンビームを使用する走査電子顕微鏡法（ＦＩＢ－ＳＥＭ）が含まれる。 本発明は、従来技術の欠点を回避し、特に周期的構造の効率的で高信頼の確認を可能にする、コンポーネントを確認するための装置を開発するという目的に基づく。 本発明によれば、この目的は、請求項１に明記された特徴を有する装置によって達成される。 本発明は、従来技術の欠点を回避し、特に周期的構造の効率的で高信頼の確認を可能にする、コンポーネントを確認するための装置を開発するという目的に基づく。 本発明によれば、この目的は、請求項１６に明記された特徴を有する方法によって達成される。 本発明は、従来技術の欠点を回避し、特に効率的で高信頼に確認された半導体コンポーネントの生産を可能にする、リソグラフィシステムを開発するという目的に基づく。 本発明によれば、この目的は、請求項２７に明記された特徴を有するリソグラフィシステムによって達成される。 本発明による装置は、格子上に配列された部分構造を有する周期的構造を備えたコンポーネントを確認する働きをし、測定放射を生成するための少なくとも１つの測定放射源と、少なくとも１つの光学系と、少なくとも１つのカメラデバイスとを備える。本発明によれば、測定放射の位相角に影響を及ぼすための位相マスクデバイスであって、格子のターゲット形状に相反する（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ）双対格子を有する位相マスクデバイスが提供される。 本発明による装置により、高スループットまたは高検査速度でコンポーネントを確認することが可能になり、本発明による装置は、特に生産ライン内で使用することができる。 従来技術より知られている、従来の強度像の比較に基づく検査方法と比較して、本発明による装置は優れた精度を有する。結果として、本発明による装置は、生産ライン内でのコンポーネントの高速で十分高精度な検査に、またはインライン検査に適している。 本発明による装置は、各個々の部分構造の位置とそのターゲット位置との間の干渉法による直接比較（ｄｉｒｅｃｔ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ）を可能にする。これにより、従来の顕微鏡対物レンズを用いて捕捉された強度像による比較とは対照的に、振幅偏移および位相偏移の直接で同時の検出が可能になる。特に、式（１）による従来の顕微鏡解像限界Δｘを、結果として回避することができる。 好ましくは、本発明による装置は、格子の回折像と対応する双対格子または相反双対格子の回折像（これらの格子は好ましくは実質的に点状格子である）とを重ね合わせるように構成することができる。 格子の回折像と双対格子が結像瞳内で重ね合わされるように、双対格子が配置されるように提供することができる。さらに、双対格子のゼロ次の回折次数が、像全体に寄与する相補的な次数と同様の効率を有するように提供することができる。 光源が、コンポーネントのケーラータイプの照明を得るように構成されるように提供することができる。 本発明による装置の有利な一発展形態では、位相マスクデバイスが、双対格子上に配列された双対部分構造を有するようにすることができる。 好ましくは、双対部分構造は、検査される部分構造のターゲット形状に対応する。 本発明による装置の有利な一発展形態では、双対部分構造が少なくとも概略円形であるように提供することができる。 とりわけ、円形ターゲット断面をしばしば有し、それにより、検査される部分構造も円形ターゲット断面を有するビアを検査または測定するとき、双対部分構造も円形断面を有するのであれば有利である。 本発明による装置の有利な一発展形態では、位相マスクデバイスが、双対部分構造から離れたところに、位相マスクデバイス上の双対部分構造の相補部分（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ）に比べて測定放射の半波長の測定放射の位相オフセットをもたらすように提供することができる。 位相マスクデバイスが、双対部分構造から離れたところに、双対部分構造の相補部分に比べて測定放射の半波長の測定放射の位相オフセットをもたらし、双対部分構造が少なくとも概略円形の実例を有する好ましい一構成では、双対格子としてのキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）を備えたバイナリλ／２位相アパーチャマスクとして形成され、式（２）の表現χG*によって与えられる、位相マスクデバイスが生じる。 式（２）において、χK：＝｛ｋ≦ε｝は半径εの円を示す。さらに、演算子＊は数学的畳み込みの記号表示である。 したがって、Ｇ*＊χKは、双対格子のε近傍を実現する。式（２）において、双対格子はＧ*と表される。ε近傍は穴とも呼ぶことができる。 ここで、位相マスクデバイスはε（ｋ）＝０の場合である。位相マスクデバイスに加えて、式（２）によるゼロになることのないε（ｋ）を有する振幅マスクデバイスも提供されるように提供することができ、振幅マスクデバイスは、位相マスクデバイス上の、双対部分構造から離れた領域内または双対部分構造の相補部分内の測定放射の透過を低下させるために使用される。この場合、ε（ｋ）≧０は、双対部分構造の相補部分内の実吸収係数を表す。 本発明による装置の有利な一発展形態では、光学系が、測定放射に対して光学フーリエ変換を実施するための少なくとも１つのフーリエデバイスを備えるように提供することができる。 光学フーリエ変換を実施するためのフーリエデバイスを使用することによって、格子の回折像を双対格子上に、特に簡単に重ね合わせることができる。 本発明による装置の有利な一発展形態では、周期的構造がフーリエデバイスの物体面内に配置されるように、配置デバイスが設けられ、コンポーネントを収容するように構成されるように提供することができる。 周期的構造がフーリエデバイスの物体面内に配置されるようにコンポーネントを配置するように、装置が構成される場合、光学フーリエ変換を特に高信頼で高精度に実施することができる。 物体面は、好ましくは、光学系および／またはフーリエデバイスの光軸と垂直に配置される。 特に、物体面は、有利には、フーリエデバイスの焦点面、好ましくはフーリエデバイスの前焦点面内に、またはフーリエデバイスの焦点面、好ましくはフーリエデバイスの前焦点面と一致して、配置することができる。 このために、配置デバイスが設けられ、コンポーネントを収容するように構成されれば、特に有利である。 本発明による装置の有利な一発展形態では、位相マスクデバイスが、フーリエデバイスの、物体面に相反する瞳面内に配置されるように提供することができる。 位相マスクデバイスをフーリエデバイスの瞳面内に配置すると、フーリエデバイスによる光学フーリエ変換を受ける格子の回折像と、位相マスクデバイス上の双対格子との、特に高信頼の重合せが可能になる。好ましくは、位相マスクデバイスは、フーリエデバイスの結像瞳内に配置される。 本発明による装置の有利な一発展形態では、フーリエデバイスがレンズを備え、物体面と垂直な周期的構造全体を確認するための第１の開口数を有するか、または物体面と平行な周期的構造の断面領域のみを確認するための第２の開口数を有するように提供することができる。 特に、第１の開口数が第２の開口数よりも好ましくは小さくなるように提供することができる。 小さな開口数または大きな被写界深度が使用される場合、光軸に沿った、または周期的コンポーネントの深さに沿った、コンポーネントの周期的構造の全ての偏移を、同時平均化された形で検出することが可能である。被写界深度ΔZは、式（３）によって与えることができる。 式（３）において、λは測定放射の波長を示し、ＮＡは、顕微鏡対物レンズを備えるフーリエデバイスの開口数を示す。 それとは対照的に、非常に大きな開口数または小さな被写界深度が使用される場合（式（３）を参照されたい）、光軸に沿った、コンポーネントのある深さにおける断面を解析することが可能である。 本発明による装置が、コンポーネントの深さｚにおいてコンポーネントをスキャンするように構成されるように提供することができる。深さｚは、特に光軸に沿って配向することができる。深さｚにおいてスキャンすることによって、深さｚの関数としての位置偏移および／または他の偏移を干渉法により決定することが可能である。 フーリエデバイスが、第１の開口数をフーリエデバイスが有する第１の動作モードで動作するように、また第２の開口数をフーリエデバイスが有する第２の動作モードで動作するように、構成されるように提供することができ、第１の動作モードと第２の動作モードは同時に存在しない。 本発明による装置の有利な一発展形態では、フーリエデバイスが、フーリエデバイスの開口数を設定するように構成される開口絞りを備えるように提供することができる。 開口絞りにより、第１の動作モードと第２の動作モードとの間の簡単な切換えが可能になる。 式（３）に従って関連付けることのできる、開口数または被写界深度の設定は、フーリエデバイスの開口絞りの絞り径を適応させることによって、特に簡単で高信頼に成功する。 この場合、フーリエデバイスのレンズが高ＮＡレンズとして設計されれば、特に有利である。絞り径を低減させることにより、この場合、レンズの大きな初期ＮＡを低減させることが可能になり、それにより被写界深度が増大する。 本発明による装置の有利な一発展形態では、保持デバイスが設けられ、位相マスクデバイスを瞳面内で、好ましくは瞳面の両空間方向に、変位させるように構成されるように提供することができる。 位相マスクデバイスを瞳面内で変位させることによって、光学収差がコンポーネントの確認の測定結果に及ぼす影響を最小限に抑えること